DE102009042056B4 - Method for detecting contamination on a moving object - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Erfassung einer Kontamination an einem bewegten Objekt, das sich in einer Längsrichtung an mehreren Detektoren vorbeibewegt, wobeivon jedem der Detektoren (12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b) während der Bewegung des Objekts an den Detektoren vorbei mehrfach eine Zählrate erfasst wird,dadurch gekennzeichnet, dassdie erfassten Zählraten vor einer Auswertung, ob eine Kontamination vorliegt, einer Plausibilitätsprüfung unterzogen werden, dahingehend, ob die erfassten Zählraten von den Detektoren zu einer Klasse von vorbestimmten Referenzmustern für die Zählraten gehört, wobeidie Klasse von vorbestimmten Referenzmustern die zeitliche Reihenfolge aufweist, mit der an den Detektoren Maxima in den Zählraten aufgetreten sind, und zur Plausibilitätsprüfung aus den erfassten Zählraten die zeitliche Reihenfolge der Detektoren ermittelt wird, an denen Maxima in den Zählraten aufgetreten sind, wobei ein Fehler dann erkannt wird, wenn aus den erfassten Zählraten eine ermittelte zeitliche Reihenfolge der Detektoren nicht in der Klasse der Referenzmuster enthalten ist.Method for detecting a contamination on a moving object moving in a longitudinal direction past a plurality of detectors, whereby each of the detectors (12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b) detects a count rate several times during the movement of the object past the detectors is characterized in that the recorded count rates are subjected to a plausibility check prior to an evaluation of whether contamination is present, to the effect that the recorded count rates from the detectors belong to a class of predetermined reference patterns for the counting rates, the class of predetermined reference patterns indicating the chronological order with which maxima in the counting rates have occurred at the detectors, and for the plausibility check from the recorded counting rates, the chronological sequence of the detectors is determined at which maxima in the counting rates have occurred, an error being detected if from the recorded counting rates a determined temporal Rei order of the detectors is not included in the class of reference patterns.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Kontamination an einem bewegten Objekt, das sich in einer Längsrichtung an mehreren Detektoren vorbeibewegt.The present invention relates to a method for detecting contamination on a moving object that moves past a plurality of detectors in a longitudinal direction.
Es ist üblich, an Ein- und Ausgängen von kerntechnischen Anlagen, aber auch an Grenzübergängen, Flughäfen oder allgemein an Ein- und Ausgängen von Gebäuden oder Gebieten Kontrollen auf den Transport von radioaktiven Quellen durchzuführen. Die durchgeführten Kontrollen dienen einerseits zum Schutz der Personen und können andererseits auch den illegalen Transport von radioaktivem Material aufdecken. Nachfolgend werden diese beiden Aspekte zur Erfassung einer Kontamination zusammengefasst, wenn von zu erfassenden oder zu prüfenden Objekten gesprochen wird. Typischerweise werden die zu prüfenden Objekte, dies können Personen, Fracht und/oder Fahrzeuge sein, durch einen sogenannten Portalmonitor geleitet, bei dem seitlich zur Bewegungsrichtung des Objekts Detektoren für Gammastrahlung und/oder für Gamma- und Neutronenstrahlung vorgesehen sind.It is common practice to carry out checks on the transport of radioactive sources at the entrances and exits of nuclear facilities, but also at border crossings, airports or generally at entrances and exits of buildings or areas. The controls carried out serve, on the one hand, to protect people and, on the other hand, can also reveal the illegal transport of radioactive material. In the following, these two aspects of the detection of contamination are summarized when speaking of objects to be detected or checked. Typically, the objects to be checked, which can be people, freight and / or vehicles, are passed through a so-called portal monitor, in which detectors for gamma radiation and / or for gamma and neutron radiation are provided laterally to the direction of movement of the object.
Der eingesetzte Portalmonitor kann bei einem stetigen Fluss von zu prüfenden Objekten zu einem Nadelöhr werden, an dem sich ein Rückstau bildet. Bei der Kontrolle von Personen an den Ein- und Ausgängen treten dann Wartezeiten auf. Auch bei Containerkontrollen beispielsweise im Hafen kann es durch die Wartezeit zu einer Verlangsamung der abgefertigten Container kommen. Eine mögliche Ursache von solchen Wartezeiten besteht in Fehlalarmen, bei denen der Portalmonitor fälschlicherweise eine Kontamination anzeigt.With a steady flow of objects to be inspected, the portal monitor used can become the eye of a needle at which a backwater forms. When people are checked at the entrances and exits, there are then waiting times. Even when checking containers, for example in the port, the waiting time can slow down the number of containers handled. One possible cause of such waiting times is false alarms in which the portal monitor incorrectly indicates contamination.
Aus
Hierzu werden zwei Messungen zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt und die Messungen miteinander korreliert. Übersteigt die Korrelation einen Grenzwert, so wird angenommen, dass die Messung von einer sich bewegenden Strahlungsquelle stammt.For this purpose, two measurements are carried out at different times and the measurements are correlated with one another. If the correlation exceeds a limit value, it is assumed that the measurement originates from a moving radiation source.
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Messvorrichtung zur Erfassung einer Kontamination an einem bewegten Objekt bereitzu stellen, die mit möglichst einfachen Mitteln Fehlalarme vermeiden und eine genaue Messung erlauben.The invention is based on the object of providing a method and a measuring device for detecting contamination on a moving object, which avoid false alarms with the simplest possible means and allow precise measurement.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst.According to the invention, the object is achieved by a method having the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kontamination von einem bewegten Objekt, das sich in einer Längsrichtung an mehreren Detektoren vorbeibewegt, erfasst. Erfindungsgemäß wird während der Bewegung des Objekts an den in Längsrichtung hintereinander angeordneten Detektoren vorbei von jedem Detektor mehrfach eine Zählrate erfasst. Die erfassten Zählraten werden vor einer Auswertung, ob eine Kontamination vorliegt, einer Plausibilitätsprüfung unterzogen. Die Auswertung der erfassten Zählraten kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Bei der Plausibilitätsprüfung werden von den Detektoren erfasste Zählraten mit einer Klasse von vorbestimmten Referenzmustern für die Zählraten verglichen. Durch die mehrfache Erfassung der Zählrate an den Detektoren entsteht ein zeitlicher Verlauf der Zählrate an jedem der Detektoren. Dieser zeitliche Verlauf der Zählraten wird als Muster verstanden und kann mit vorbestimmten Referenzmustern verglichen werden. Hierbei können Algorithmen zur Mustererkennung eingesetzt werden, die eine Übereinstimmung in den Mustern vergleichen, nicht aber von den konkreten Werten der Zählraten abhängig sind. Durch den Vergleich mit den Referenzmustern kann sichergestellt werden, dass nur plausible Zählraten einer Auswertung im Hinblick auf eine Strahlenbelastung zugeführt werden. Wenn bei der Plausibilitätsprüfung dagegen erkannt wird, dass das erfasste Muster nicht zu einer Klasse von vorbestimmten Referenzmustern gehört, kann ein Signal generiert werden, das einen Fehler in den erfassten Zählraten anliegt. Dies macht es notwendig, den Messvorgang für das Objekt zu wiederholen. Ergibt die Plausibilitätsprüfung, dass die erfassten Zählraten plausibel sind, so können diese ausgewertet werden, um ein zuverlässiges Messergebnis zu erzielen. Mit Hilfe der Plausibilitätsprüfung werden Fehlalarme vermieden, da nur plausible Messdaten ausgewertet werden. Im Übrigen werden auch die Ergebnisse bei der Auswertung der Zählraten verbessert, da nur plausible Zählraten ausgewertet werden. Auch kann vorgesehen sein, spezifische Zählraten, die als plausibel erkannt wurden, einer speziellen Auswertung zuzuführen.In the method according to the invention, the contamination of a moving object that moves past a plurality of detectors in a longitudinal direction is detected. According to the invention, a count rate is recorded several times by each detector during the movement of the object past the detectors arranged one behind the other in the longitudinal direction. The recorded count rates are subjected to a plausibility check before an evaluation of whether there is contamination. The recorded counting rates can be evaluated in a manner known per se. In the plausibility check, counting rates recorded by the detectors are compared with a class of predetermined reference patterns for the counting rates. The multiple acquisition of the count rate at the detectors creates a time curve of the count rate at each of the detectors. This time course of the counting rates is understood as a pattern and can be compared with predetermined reference patterns. Here, algorithms for pattern recognition can be used which compare a match in the patterns but are not dependent on the specific values of the counting rates. By comparing with the reference patterns, it can be ensured that only plausible counting rates can be evaluated with regard to radiation exposure. If, on the other hand, it is recognized during the plausibility check that the recorded pattern does not belong to a class of predetermined reference patterns, a signal can be generated which indicates an error in the recorded counting rates. This makes it necessary to repeat the measurement process for the object. If the plausibility check shows that the recorded counting rates are plausible, they can be evaluated in order to achieve a reliable measurement result. With the help of the plausibility check, false alarms are avoided, since only plausible measurement data are evaluated. Incidentally, the results when evaluating the counting rates are also improved, since only plausible counting rates are evaluated. Provision can also be made for specific counting rates that have been recognized as plausible to be sent to a special evaluation.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung des Verfahrens weist die Klasse von Referenzmustern die zeitliche Reihenfolge auf, in denen in den Detektoren Maxima in den Zählraten aufgetreten sind. Beispielsweise kann Referenzmuster als zeitliche Reihenfolge die Detektoren 1, 2, 3, 4... enthalten, wobei dann die Aussage des Referenzmusters ist, dass ein Maximum in den Zählraten zeitlich aufeinanderfolgend an den Detektoren 1, 2, 3,4 ... aufgetreten ist. Bei dieser Weiterentwicklung des Verfahrens wird zur Plausibilitätsprüfung aus den erfassten Zählraten die zeitliche Reihenfolge der Detektoren ermittelt, in denen Maxima in den Zählraten aufgetreten sind. Ein Fehler bei der Plausibilitätsprüfung wird dann erkannt, wenn die aus den erfassten Zählraten ermittelte zeitliche Reihenfolge der Detektoren nicht in der Klasse der Referenzmuster enthalten ist. Durch den Vergleich der Klasse von Referenzmustern können somit Fälle ausgeschlossen werden, in denen beispielsweise ein weiter hinten liegender Detektor bereits ein Maximum anzeigt, das eigentlich erst später auftreten dürfte, wenn das Objekt diesen Detektor erreicht hat. Die Plausibilitätsprüfung ergibt dann, dass nicht plausible Zählraten erfasst wurden und generiert ein entsprechendes Warnsignal.In a preferred further development of the method, the class of reference patterns has the chronological sequence in which maxima in the counting rates occurred in the detectors. For example, the reference pattern can contain the
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der zeitliche Verlauf der erfassten Zählraten an den einzelnen Detektoren über eine Mustererkennung mit dem zeitlichen Verlauf von Referenzmustern verglichen. Bei dem Einsatz an Portalmonitoren, bei denen sich ein Objekt mit oder ohne Strahlungsquelle in Längsrichtung an den Detektoren vorbeibewegt, ergibt sich bei Vorliegen von radioaktiver Strahlung ein charakteristischer zeitlicher Verlauf der Zählraten. Wenn der erfasste zeitliche Verlauf der Zählraten an einem der Detektoren von den Verläufen aus den Referenzmustern abweicht, wird erkannt, dass nicht plausible Zählraten vorliegen.In a further preferred refinement, the time profile of the counting rates recorded at the individual detectors is compared with the time profile of reference patterns using pattern recognition. When using portal monitors, in which an object with or without a radiation source moves longitudinally past the detectors, the presence of radioactive radiation results in a characteristic time course of the counting rates. If the recorded time profile of the counting rates at one of the detectors deviates from the profiles from the reference patterns, it is recognized that implausible counting rates are present.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Klasse von Referenzmustern auch Zählraten, bei denen es in der Zählrate mindestens eines Detektors zu einer Absenkung der Zählrate unter einen mittleren Wert der Hintergrundzählrate kommt. Dieses Phänomen tritt auf, wenn sich ein massives Objekt an den Detektoren vorbeibewegt. Dann erfolgt eine Abschirmung der Hintergrundstrahlung, sodass die Hintergrundzählrate zunächst absinkt. Bevorzugt umfasst die Klasse der Referenzmuster auch Zählraten, bei denen es in der Zählrate eines Detektors zum Anstieg der Zählrate nach einem Absinken unter den mittleren Wert der Hintergrundzählrate kommt. Dies ist der Fall, wenn beispielsweise ein massives Objekt sich vor einem Detektor befindet, da dann zunächst Hintergrundstrahlung abgeschirmt und nachfolgend die erhöhte Nettozählrate durch die Strahlungsquelle erfasst wird.In a preferred embodiment, the class of reference patterns also includes counting rates at which the counting rate of at least one detector drops below a mean value of the background counting rate. This phenomenon occurs when a massive object moves past the detectors. The background radiation is then shielded so that the background counting rate initially drops. The class of reference patterns preferably also includes counting rates at which the counting rate of a detector increases after falling below the mean value of the background counting rate. This is the case when, for example, a massive object is located in front of a detector, since then background radiation is initially screened off and the increased net counting rate is subsequently recorded by the radiation source.
In einer bevorzugten Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn die Zählraten der einzelnen Detektoren ein Absenken unter den Wert einer mittleren Hintergrundzählrate zeigt, zur Auswertung der Zählrate auf die Höhe des Anstiegs der Zählrate abgestellt. Hierbei kann anhand der Plausibilitätsprüfung sichergestellt werden, dass Zählraten mit diesem charakteristischen Verlauf vorliegen, so dass dies bei der Auswertung berücksichtigt werden kann.In a preferred further development of the method according to the invention, when the count rates of the individual detectors show a decrease below the value of a mean background count rate, the count rate is evaluated at the level of the increase in the count rate. The plausibility check can be used to ensure that count rates with this characteristic curve are present so that this can be taken into account in the evaluation.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigt:
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1 in einer schematischen Ansicht einen Portalmonitor, der zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist, -
2 den zeitlichen Verlauf der drei Zählraten, die an einem Portalmonitor gemäß1 bei Vorliegen einer Kontamination aufgezeichnet wurden, -
3 den zeitlichen Verlauf von Zählraten, die als nicht plausibel erkannt werden, -
4 den zeitlichen Verlauf von Zählraten bei einer Kontamination im Fuß-/Beinbereich einer Person und -
5 den zeitlichen Verlauf der Zählraten bei einer kontaminierten Person.
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1 in a schematic view a portal monitor which is suitable for carrying out the method, -
2 the chronological sequence of the three counting rates displayed on a portal monitor according to1 recorded in the presence of contamination, -
3 the timing of counting rates that are recognized as implausible, -
4th the chronological sequence of counting rates in the event of contamination in the foot / leg area of a person and -
5 the chronological course of the counting rates in a contaminated person.
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